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提问人：网友18***590
发布时间：2022-01-07
[主观题]
证明,当每个模式内的平均光子数(光子简并度)大于1时,辐射光中受激辐射占优势.
证明,当每个模式内的平均光子数（光子简并度)大于1时,辐射光中受激辐射占优势.
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第2题
在2 cm3的空腔内存在着带宽为1×10-4μm，波长为5×10-1μm自发辐射光。试问： (1)此光的频带范围是多少? (2)在此频带宽度范围内，腔内存在的模式数是多少? (3)一个自发辐射光子出现在某一模式的几率是多少?
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第3题
第七章 第5题 (1) 试求光子气体的压强随内能的变化关系，设E是光子气体的内能，V是体积； (2) 利用热力学基本定律和上述关系，推导光子气能量对温度的依赖关系. 解 第5题 第1步 首先回顾光子气体的一些基本特征： (1) 光子之间无相互作用. 光子组成的系统——光子气为近独立粒子系，是理想气体. (2) 光子没有经典粒子与之对应，光子气是典型的量子简并气体. (3) 光子的静止质量为零，频率为ν的光子的能量为ε = hν，动量为p = hν/c (c为光速). (4) 光子是自旋为1的玻色子，不受泡利不相容原理的约束. 由于电磁波只有两个偏振方向，即自由度为2，对应的光子只有两个自旋态，自旋投影取零的态是非物理态. (5) 光子数不守恒，则光子气的化学势μ = 0. ① 考虑到光子动量态的简并度为2(两个偏振方向)，根据光子能量与动量的关系ε = pc，可得在体积V内、ε ~ ε + dε范围内的光子态数为
A、
（1）
B、
（1）
C、
（1）
D、
（1）
第5题
长度为10cm的红宝石棒置于长度为20cm的光谐振腔中，红宝石694．3nm谱线的自发辐射寿命τs2≈4×10-3s，均匀加宽线宽为2×105MHz。光腔单程损耗δ=0．2。求： (1)中心频率模式的阈值反转粒子数密度△nt； (2)当光泵激励产生反转粒子数密度△n=1．2△nt时，有多少个纵模可以振荡?(红宝石折射率为1．76)
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第6题
？？阅读下面的文字，回答下列问题。
以色列魏茨曼科学研究院凝聚物物理研究部威克斯曼博士和该院哈维德·施密斯索尼亚天体物理研究中心洛比教授，在日前出版的《自然》杂志上公布了他们对宇宙伽马射线成因提出的理论模型，以求破解这一困扰至今的天体物理之谜。
根据这一理论模型，科学家认为，到达地球的大部分伽马射线，实际上是引力引起的巨大冲击波的剩余能量。引力使星系气云自我坍塌，并产生巨大的疏散星团。这个过程中产生的电子以每秒l85000英里(1英里=1.6093公里)的速度运行，这些高速运动的电子与被称之为大爆炸“回声”的宇宙微波背景辐射中的低能量光子相碰撞，碰撞使其部分散射出的光子能量增加形成伽马射线。科学家认为，我们今天在宇宙中观察到的伽马射线背景辐射便由此形成。
以色列科学家提出的这一模型与大爆炸粒子理论相符合，使星系气云中被俘获的气体物质数量逐渐清晰起来，从而也可解开另外一个长期困扰天体物理学家的“物质丢失”之谜。根据大爆炸理论，宇宙中与暗物质相对的初始物质的数量远远大于观察到的行星和星系物质总和，大多数初始物质可能被俘获在星系气云之内，观察到的伽马射线可能是这些神秘物质存在的第一个信号。科学家近年将利用美国宇宙伽马射线辐射研究卫星的探测结果和地面无线电探测收集到的数据验证这个模型。
伽马射线形成的条件有哪些？不符合模型理论的一项是()？？
A.引力引起星系气云的自我坍塌
B.星系气云坍塌产生的电子以每秒18.5万英里的高速运行
C.碰撞后一部分散射的低能量光子能量加大
D.星系气云俘获为数不少的初始物质
文中画线句“科学家认为……由此形成”实则要强调突出的意思是()A.宇宙伽马射线背景辐射形成的原因
B.宇宙伽马射线形成的原因
C.宇宙伽马射线背景辐射与宇宙伽马射线形成有关
D.宇宙伽马射线实际上是宇宙中的一种背景辐射
“这些神秘物质”是指()A.宇宙中的暗物质
B.星系气云中被俘获的气体物质数量
C.与暗物质相对的大多数初始物质
D.被俘获在星系气云内的初始物质
下列说法符合文意的一项是()A.威克斯曼博士和洛比教授认为到达地球的伽马射线是由引力引起的巨大冲击波的剩余能量。
B.以色列科学家提出的这一理论模型和大爆炸粒子理论相合，因而也可以解开天体物理学里的“物质丢失”之谜。
C.这一理论模型破解了困扰至今的天体物理之谜，仍有待于进一步验证。
D.美国宇宙伽马射线辐射研究卫星的探测结果和地面无线电探测收集到的数据将被用来验证这一理论模型。
第7题
证明在无损脉冲放大器中:(1)若入射光脉冲极其微弱,则能量增益(2)若入射光极强,则能量增益
证明在无损脉冲放大器中:
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(1)若入射光脉冲极其微弱,则能量增益
(2)若入射光极强,则能量增益
第9题
如图5.1所示环形激光器中顺时针模式及逆时针模式的频率为vA,输出光强为I+及I-.(1)如果
如图5.1所示环形激光器中顺时针模式
及逆时针模式
的频率为vA,输出光强为I+及I-.
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及逆时针模式的频率为vA,输出光强为I+及I-.(1)如果环形激光器中充以单一同位素气体Ne20,其中心频率为v01,试画出vA≠v01及vA=v01时的增益曲线及反转粒子数密度的轴向速度分布曲线.
(2)当vA≠v01时激光器可输出两束稳定的光,而当vA=v10时出现一束光变强,另一束光熄灭的现象,试解释其原因.
(3)环形激光器中充以适当比例的Ne20及Ne22的混合气体,当vA=v01时,并无上述一束光变强,另一束光变弱的现象,试说明其原因(图5.2为Ne20、Ne22及混合气体的增益曲线),v01、v02及v0,分别为Ne20、Ne22及混合气体增益曲线的中心频率,v02-v01≈890MHz.
(4)为了使混合气体的增益曲线对称,两种氛同位素中哪一种应多一些.
图5.1 图5.2
